Biologia Molecular Mexico

Descubriendo una fuente alternativa de energía en la inmunidad

Un estudio reciente publicado en Nature [1] ha revelado un mecanismo sorprendente mediante el cual los macrófagos, células clave del sistema inmunológico, pueden reciclar los nutrientes de las bacterias que fagocitan para impulsar su propia respuesta inmune. Esta investigación revoluciona la forma en que entendemos la interacción entre el metabolismo celular y la inmunidad, ofreciendo nuevas perspectivas en la lucha contra infecciones y enfermedades inflamatorias.

Fagocitosis y metabolismo: más que un simple mecanismo para eliminar bacterias

Los macrófagos se encargan de capturar y destruir bacterias a través de un proceso conocido como fagocitosis. Sin embargo, este estudio demuestra que la degradación de las bacterias ingeridas no es solo un mecanismo para su eliminación, sino también una estrategia para obtener recursos energéticos y biosintéticos. Mediante el uso de isótopos estables, los investigadores rastrearon el destino de los nutrientes liberados por bacterias fagocitadas y descubrieron que los macrófagos incorporan estos compuestos en procesos metabólicos esenciales, como la biosíntesis de la molécula antioxidante glutatión y en la biosíntesis del itaconato que es esencial en la regulación de la inmunidad innata, la tolerancia y la inmunidad adaptativa, siendo una molécula clave en controlar una respuesta inflamatoria excesiva e iniciar procesos de reparación de tejido.

Este hallazgo es clave para comprender cómo las células inmunes ajustan su metabolismo según las necesidades energéticas y la presencia de amenazas microbianas.

Impacto en la regulación inmune y el metabolismo celular

El estudio también revela que la disponibilidad de nutrientes derivados de bacterias está regulada por una vía de señalización clave: el complejo mTORC1. Cuando los macrófagos fagocitan bacterias muertas, estas inducen la acumulación de AMP cíclico, lo que activa la proteína cinasa activada por AMP (AMPK) y reduce la actividad de mTORC1. Esto no solo facilita la supervivencia de los macrófagos en condiciones de estrés, sino que también disminuye la producción de especies reactivas de oxígeno y la secreción de interleucina-1β, modulando así la respuesta inflamatoria.

Estos resultados sugieren que la forma en que el sistema inmunológico percibe la viabilidad de las bacterias puede determinar la naturaleza y la intensidad de la respuesta inmune, con implicaciones directas en enfermedades infecciosas e inflamatorias.

Aplicaciones potenciales de este hallazgo

La capacidad de los macrófagos para reciclar nutrientes bacterianos tiene amplias aplicaciones en diversos campos:

1. Inmunoterapia y enfermedades inflamatorias: Modificar la actividad de mTORC1 podría permitir la regulación de respuestas inmunes excesivas en enfermedades autoinmunes o crónicas. En este sentido, una pregunta interesante es cómo obtienen energía las células fagocíticas y si la pérdida de nutrientes es lo que induce la progresión de la inflamación.
2. Investigación sobre metabolismo celular: Comprender cómo las células inmunes ajustan su metabolismo podría inspirar nuevas estrategias terapéuticas en patologías metabólicas.
3. Desarrollo de estrategias antibacterianas: La modulación del metabolismo de los macrófagos podría mejorar la capacidad del organismo para combatir infecciones bacterianas persistentes.
4. Bioingeniería y diseño de inmunomoduladores: Manipular la respuesta metabólica de los macrófagos podría conducir al desarrollo de nuevos fármacos que optimicen la respuesta inmune.

Conclusión

Este estudio cambia nuestra comprensión de la relación entre metabolismo e inmunidad, destacando el papel fundamental del reciclaje de nutrientes en la regulación inmunológica. La capacidad de los macrófagos para reutilizar los nutrientes bacterianos no solo optimiza su eficiencia energética, sino que también modula la respuesta inmune y la inflamación. Este descubrimiento allana el camino para nuevas estrategias en inmunoterapia, control de infecciones y tratamiento de enfermedades inflamatorias, consolidando el metabolismo como un factor clave en la salud y la enfermedad.

Referencia

[1] Lesbats J, Brillac A, Reisz JA, Mukherjee P, Lhuissier C, Fernández-Monreal M, Dupuy JW, Sequeira A, Tioli G, De La Calle Arregui C, Pinson B, Wendisch D, Rousseau B, Efeyan A, Sander LE, D’Alessandro A, Garaude J. Macrophages recycle phagocytosed bacteria to fuel immunometabolic responses. Nature. 2025 Feb 26. doi: 10.1038/s41586-025-08629-4.